Phương trình hoá học đã cân bằng: Al + Cl2 → AlCl3

1. Phương trình hoá học đã cân bằng: Al + Cl2 → AlCl3:

2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃

* Nhẩm cân bằng phản ứng hoá học

– Viết sơ đồ phản ứng: Al + Cl₂ $---\to$ AlCl₃.

– Làm chẵn số Cl vế phải bằng thêm hệ số 2 trước AlCl₃:

Al + Cl₂ $---\to$2AlCl₃

– Cân bằng số nguyên tử Al ở 2 vế bằng cách thêm hệ số 2 trước Al:

2Al + Cl₂ $---\to$2AlCl₃

– Cân bằng số nguyên tử Cl ở 2 vế bằng cách thêm hệ số 3 trước Cl₂:

2Al + 3Cl₂ $---\to$2AlCl₃

– Kiểm tra và hoàn thiện phương trình hoá học: 2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃

* Điều kiện để Al tác dụng với Cl₂

Phản ứng giữa nhôm và Cl₂ diễn ra ngay điều kiện thường.

Phản ứng diễn ra nhanh ở nhiệt độ cao.

– Cách tiến hành thí nghiệm: Cho dây nhôm được đun nóng đỏ vào trong lọ chứa khí clo.

– Hiện tượng phản ứng: Dây nhôm cháy với ngọn lửa sáng chói.

2. Tính chất hóa học của nhôm:

Tác dụng với oxi và một số phi kim

– Ở điều kiện thường, nhôm phản ứng với oxi tạo thành lớp Al₂O₃ mỏng bền vững, lớp oxit này bảo vệ đồ vật bằng nhôm, không cho nhôm tác dụng oxi trong không khí, nước.

4Al + 3O₂→ 2Al₂O₃

– Bột nhôm bốc cháy khi tiếp xúc với khí clo.

2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃

Nhôm tác dụng với axit

– Tác dụng với axit (HCl, H₂SO₄ loãng,..) giải phóng khí H₂.

2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂

2Al + 3H₂SO_{4 (loãng)} → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂

– Tác dụng với axit có tính oxi hóa mạnh như HNO₃ hoặc H₂SO₄ đậm đặc …

Al + 4HNO_{3 (loãng)} → Al(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

Al + 6HNO_{3 (đặc)} → Al(NO₃)₃ + 3NO₂ + 3H₂O

2Al + 6H₂SO_{4 (đặc)} → Al₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O

Chú ý: Nhôm không tác dụng với H₂SO_{4 (đặc, nguội)}, HNO_{3 (đặc, nguội)}.

Tác dụng với dung dịch muối của kim loại yếu hơn.

Nhôm có thể tác dụng với dung dịch muối của kim loại yếu hơn để tạo thành muối mới và kim loại mới (đẩy kim loại yếu hơn ra khỏi muối).

Al + 3AgNO₃ → Al(NO₃)₃ + 3Ag

2Al + 3FeSO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3Fe

Tính chất hóa học riêng của nhôm

Al₂O₃ là oxit lưỡng tính nên lớp màng mỏng Al₂O₃ trên bề mặt nhôm tác dụng với dung dịch kiềm tạo ra muối tan. Khi không còn màng oxit bảo vệ, nhôm sẽ tác dụng được với nước tạo ra Al(OH)₃ và giải phóng H₂; Al(OH)₃ là hiđroxit lưỡng tính nên tác dụng trực tiếp với kiềm.

Phản ứng nhôm tác dụng với dung dịch kiềm được thể hiện đơn giản như sau:

2Al + 2H₂O + 2NaOH → 2NaAlO₂+ 3H₂↑

Phản ứng nhiệt nhôm

Phản ứng nhiệt nhôm là phản ứng hóa học toả nhiệt trong đó nhôm là chất khử ở nhiệt độ cao. Ví dụ nổi bật nhất là phản ứng nhiệt nhôm giữa sắt(III) oxit và nhôm:

Fe₂O₃ + 2Al → 2Fe + Al₂O₃

Nhiệt lượng do phản ứng toả ra lớn làm sắt nóng chảy nên phản ứng này được dùng để điều chế một lượng nhỏ sắt nóng chảy khi hàn đường ray.

Một số phản ứng khác như:

3CuO + 2Al → Al₂O₃ + 3Cu

8Al + 3Fe₃O₄ → 4Al₂O₃ + 9Fe

Cr₂O₃ + 2Al → Al₂O₃ + 2Cr

3. Tính chất hoá học của clo (Cl₂):

– Nguyên tử clo có độ âm điện lớn (3,16) chỉ sau F (3,98) và O (3,44). Vì vậy trong các hợp chất với các nguyên tố này clo có số oxi hóa dương (+1; +3; +5; +7), còn trong các trường hợp khác clo có số oxi hóa âm (-1).

– Khi tham gia phản ứng hóa học clo dễ dàng nhận thêm 1 electron:

Cl + 1e → Cl^–

⇒ Tính chất hóa học cơ bản của clo là tính oxi hóa mạnh.

Tác dụng với kim loại

– Khí clo oxi hóa trực tiếp được hầu hết các kim loại tạo thành muối clorua. Phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thường hoặc không cao lắm, phản ứng xảy ra nhanh, tỏa nhiều nhiệt.

– Ví dụ:

2Na + Cl₂ ${\to }^{}$2NaCl

2Fe + 3Cl_{2 ${\to }^{}$}2FeCl₃

Cu + Cl_{2 ${\to }^{}$}CuCl₂

– Trong phản ứng với kim loại clo thể hiện tính oxi hóa.

Tác dụng với hiđro

– Ở nhiệt độ thường và trong bóng tối, khí clo hầu như không phản ứng với khí hiđro.

– Khi chiếu sáng hỗn hợp bởi ánh sáng mặt trời hoặc ánh sáng của magie cháy, phản ứng xảy ra và có thể nổ. Hỗn hợp nổ mạnh nhất khi tỉ lệ số mol giữa hiđro và clo là 1 : 1.

– Phương trình hóa học:

H₂ + Cl_{2 ${\to }^{}$} 2HCl

– Trong phản ứng với H₂, clo thể hiện tính oxi hóa.

Tác dụng với nước

– Khi tan trong nước, một phần khí clo tác dụng với nước tạo ra hỗn hợp axit clohiđric và axit hipoclozơ.

– Phương trình hóa học:

Cl02+H2O⇄HCl−1+HCl+1O”>0Cl2+HCl02+H2O⇄HCl−1+HCl+1O”>2Cl02+H2O⇄HCl−1+HCl+1O”>O⇄H−1Cl02+H2O⇄HCl−1+HCl+1O”>CCl02+H2O⇄HCl−1+HCl+1O”>l+H+1Cl

Trong phản ứng trên clo vừa là chất oxi hóa vừa là chất khử.

– Phản ứng trên là phản ứng thuận nghịch do HClO là chất oxi hóa mạnh, có thể oxi hóa HCl thành Cl₂ và H₂O. Cũng do HClO có tính oxi hóa mạnh nên nước clo có tính tẩy màu.

– Chú ý: Thành phần của nước clo gồm: Cl₂; HCl; HClO; H₂O

Mở rộng:

Ngoài ra, clo có thể tham gia một số phản ứng hóa học khác như:

– Tác dụng với dung dịch bazơ:

Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O

3Cl₂ + 6KOH→t0″>→ KClO₃ + 5KCl + 3H₂O

– Tác dụng với muối của các halogen khác

Cl₂ + 2NaBr → 2NaCl + Br₂

Cl₂ + 2FeCl₂ → 2FeCl₃

– Tác dụng với chất khử khác

3Cl₂ + 2NH₃ → N₂ + 6HCl

Cl₂ + SO₂ + 2H₂O → H₂SO₄ + 2HCl

4. Bài tập vận dụng liên quan:

Câu 1: Khí Cl₂ ẩm có tính tẩy màu là do

A. Cl₂ có tính oxi hóa mạnh.

B. Cl₂ tác dụng với nước tạo thành HClO có tính tẩy màu.

C. Cl₂ tác dụng với nước tạo thành dung dịch axit.

D. Cl₂ vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử.

Hướng dẫn giải:

Chọn B

Khi tan trong nước, một phần khí clo tác dụng với nước theo phản ứng thuận nghịch:

Cl2+H2O⇄HCl+HClO”>Cl2+H2O⇄HCl+HClO

Axit hipoclorơ có tính oxi hóa rất mạnh, nó phá hủy các chất màu, vì thế clo ẩm có tác dụng tẩy màu.

Câu 2: Đốt 28 gam bột sắt trong khí clo dư. Khối lượng muối clorua sinh ra là

A. 32,50 gam

B. 24,50 gam

C. 81,25 gam

D. 25,40 gam

Hướng dẫn giải:

Đáp án C

Ta có: n_Fe = 0,5 mol

→nFeCl3=0,5mol→mFeCl3=81,25gam”>→nFeCl3=0,5mol→mFeCl3=81,25gam

Câu 3:Cho 10,8 gam kim loại M tác dụng hoàn toàn với khí Cl₂ dư thu được 53,4 gam muối clorua. Kim loại M là

A. Mg

B. Al

C. Fe

D. Zn

Hướng dẫn giải:

Đáp án B

M+n2Cl2→MCln”>M+n2Cl2→MCln

→10,8M=53,4M+35,5n→M=9n”>→10,8M=53,4M+35,5n→M=9n

Với n = 3 → M = 27 (Al).

Câu 4: Hiện tượng xảy ra khi cho dây sắt nóng đỏ vào bình đựng khí clo là:

A. Có khói trắng

B. Có khói nâu

C. Có khói đen

D. Có khói tím

Hướng dẫn giải:

Đáp án B

2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃ (có màu nâu)

Câu 5. Đốt cháy hết 13,6g hỗn hợp Mg, Fe trong bình kín chứa khí clo dư, sau phản ứng thì lượng clo trong bình giảm tương ứng 0,4 mol. Khối lượng muối clorua khan thu được là.

A. 65,0 g. B. 38,0 g. C. 50,8 g. D. 42,0 g.

Hướng dẫn giải

Đáp án D

m_muối = m_KL+mCl2=13,6+0,4.71=42″>+mCl2=13,6+0,4.71=42

Câu 6. Đun nóng Na với Cl₂ thu được 11,7 gam muối. Khối lượng Na và thể tích khí clo (đktc) đã phản ứng là

A. 4,6gam; 2,24 lít. B. 2,3gam; 2,24 lít.

C. 4,6gam; 4,48lít. D. 2,3gam; 4,48 lít.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

2Na + Cl₂ → 2 NaCl

0,2 0,1 0,2 (mol).

Khối lượng Na là: 23 . 0,2 = 4,6g.

Thể tích Cl₂: 0,1 . 22,4= 2,24 lít.

Câu 7. Cho clo tác dụng với vừa đủ với Fe rồi hòa tan lượng muối sinh ra vào nước được 100g dung dịch muối có nồng độ 16,25%. Khối lượng sắt và clo (đktc) đã dùng là

A. 0,56 gam; 2,24 lít

B. 5,6 gam; 3,36 lít

C. 11,2 gam; 4,48 lít

D. 1,12 gam; 2,4 lít

Hướng dẫn giải

Đáp án B

mFeCl3″>mFeCl3 = 100.16,25100″>100.16,25100 = 16,25g ⇒nFeCl3″>nFeCl3 = 0,1 mol

2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃

0,1 0,15 0,1 (mol).

Khối lượng sắt là: 0,1.56 = 5,6g;

Thể tích clo là: 0,15. 22,4= 3,36 lít.

Câu 8. Cho 14 gam Fe vào bình chứa 10,08 lít clo (đktc) tác dụng với nung nóng rồi lấy chất rắn thu được hoà vào nước và khuấy đều thì thu được 500 g dung dịch X. Nồng độ phần trăm của dung dịch X là

A. 6,35% B. 9,19% C. 8,125% D. 11,43%

Hướng dẫn giải

Đáp án C

2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃

Bài cho: 0,25 0,45

Phản ứng: 0,25 0,375 0,25

Sau phản ứng 0 0,075 0,25

⇒ Clo dư

Khối lượng muối thu được là

m = mFeCl3″>mFeCl3 = 0,25 . 162,5 = 40,625g

⇒ C% = 40,625500.100%=”>40,625500.100%= 8,125%

Câu 9. Cho 0,12 mol Al tác dụng vừa hết với đơn chất halogen X₂ thu được 16,02 gam muối Y. Cho các phát biểu sau

(1) X thuộc chu kì 3, nhóm VIIA trong bảng HTTH.

(2) X oxi hóa Fe thành muối Fe²⁺ ở nhiệt độ cao.

(3) X là nguyên tố có độ âm điện lớn nhất trong nhóm halogen.

(4) Phản ứng giữa X₂ và H₂ gây nổ mạnh ở tỉ lệ thể tích 1:1.

(5) Dung dịch NaX không tác dụng với dung dịch AgNO₃ dư.

(6) Muối NaXO được dùng để tẩy rửa.

(7) Điện phân dung dịch là phương pháp duy nhất để điều chế X₂.

Số phát biểu đúng là

A. 3. B. 4. C. 5. D. 6.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

2Al+3X2→2AlX30,12↔0,18→0,12mol”>2Al+3X2→2AlX30,12↔0,18→0,12mol2

⇒ 0,12. (27 + 3M_X) = 16,02

⇒ M_X = 35,5 ⇒ X là Clo

Vậy các phát biểu (1); (4) và (6) đúng.